問題 3
焦点距離 の凸薄レンズから距離 に物体を置く。像距離 と符号付き倍率 を求めよ。実像では 。薄レンズは空気中にあり、高さ の物体は主軸に垂直に置かれ、実像は反対側にできる。(a) レンズの式から を求めよ。(b) 符号付き倍率 を求めよ。(c) 符号付き像高 を求め、正立か倒立か判定せよ。答えは与えられた量を用いた式で示し、数値計算を行う場合は SI 単位を用いる。使用した仮定を明記し、各結果の次元を確認して、符号の誤りや条件の見落としがないか支配法則と照合せよ。 ここで用いる記号は問題文で定義した物理量を表し、重力加速度や比例定数は指定された記号のまま扱う。符号は選択した座標系に従い、速度やエネルギーなどの大きさと混同しないこと。小問間で得られた結果を用いる場合は、その依存関係を明示し、最終式が与えられた条件に戻ることを確認せよ。 また、既知量と未知量を区別し、導いた量が定義された条件で正となるかを確かめる。極端な値を代入したときにも、予想される物理的挙動と矛盾しない答えを選ぶ。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
前段の結果を補助関係式に代入して最後の量を得る。符号を確認すれば、数学的な値と物理的に実現できる状態を区別できる。